JP2007529178A - Video decoder with extensible compression and having a buffer for storing and retrieving reference frame data - Google Patents

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Abstract

本発明は、拡張可能な圧縮方法を使用して基準フレームデータ(6)を圧縮するための手段を有するビデオデコーダに関する。ビデオデコーダは、少なくとも、動きベクトルの垂直開口(範囲)と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列(スライス)とを一時的に記憶するためのバッファ手段(8)を更に有している。また、ビデオデコーダは、基準フレームデータを解凍することにより、前記デコーダの動き補償のための手段(10)が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにする手段(7)を含んでいる。また、本発明は、そのようなビデオデコーダによって実施されるべき方法に関する。  The present invention relates to a video decoder having means for compressing reference frame data (6) using an extensible compression method. The video decoder further comprises buffer means (8) for temporarily storing at least the vertical aperture (range) of the motion vector and a horizontal row (slice) of macroblocks in the video line per reference frame. . Also, the video decoder decompresses the reference frame data so that the motion compensation means (10) of the decoder can reconstruct a vector prediction image and a macroblock using the decompressed reference frame data. Means (7). The invention also relates to a method to be implemented by such a video decoder.

Description

本発明の用途は、ビデオデコーダの分野に関し、特に簡略化されたメモリアクセスプロファイルを有するビデオデコーダに関する。   The application of the invention relates to the field of video decoders, in particular to video decoders with a simplified memory access profile.

デジタルビデオの分野において、殆どの一般的な画像コーディングタイプは、任意の他の画像を参照することなくコード化され且つしばしば基準フレームまたはアンカーフレームと称されるI−画像(内部コード化画像);過去のI−基準画像またはP−基準画像からの動き補償予測を使用してコード化され且つ基準フレームまたはアンカーフレームと見なされる場合があるP−画像(予測コード化画像);および前の(後方)I−画像またはP−画像およびその後の(前方)I−画像またはP−画像を使用してコード化されるB−画像(双方向予測コード化画像)である。これらの画像タイプは、時として、I,PまたはBフレームとも称される。   In the field of digital video, most common image coding types are I-pictures (internally coded pictures) that are coded without reference to any other picture and are often referred to as reference frames or anchor frames; P-picture (predicted coded picture) that is coded using motion compensated prediction from a past I-reference picture or P-reference picture and may be considered a reference or anchor frame; and previous (backward) ) A B-picture (bidirectional predictive coded picture) coded using an I-picture or P-picture followed by a (forward) I-picture or P-picture. These image types are sometimes referred to as I, P or B frames.

MPEG(Moving Picture Experts Group)圧縮と称される圧縮規格は、前述したフレーム圧縮技術を使用するフルモーションビデオ画像の圧縮および解凍のための方法の組である。MPEG圧縮は、特に動き補償および離散コサイン変換(DCT)プロセスの両方を使用するとともに、非常に高い圧縮比をもたらすことができる。この圧縮規格を良く理解するため、Barry G. Haskell、Atul PuriおよびArun N. Netravliによる「Digital Video: An Introduction to MPEG−2」(Chapman & Hallにより1997年に発行)を参照する。   A compression standard called MPEG (Moving Picture Experts Group) compression is a set of methods for compression and decompression of full motion video images using the frame compression technique described above. MPEG compression can use both motion compensation and discrete cosine transform (DCT) processes, in particular, and can result in very high compression ratios. To better understand this compression standard, Barry G. Haskell, Atul Puri and Arun N. See “Digital Video: An Introduction to MPEG-2” by Netravli (issued by Chapman & Hall in 1997).

現在、MPEG−2デコーダなどの殆どのビデオデコーダは、ベクトル制御予測によるP−画像およびB−画像から前に記憶された基準フレームまでビデオフレームを形成するために外部メモリを使用する。この外部メモリは、それらが独立型のメモリデバイスの主流市場を表わしているため、殆どがDRAMベースである。DRAMベースのメモリは、高い帯域幅性能を得るためにバーストアクセスモードを与える。このことは、単一の読み取りコマンド或いは書き込みコマンドだけを与えることにより多くの連続するデータワード(バースト)がメモリへ転送され或いはメモリから転送されることを意味している。利用可能なデータ帯域幅を活用するため、読み取りアクセスおよび書き込みアクセスはバースト指向でなければならない。DRAMベースのメモリは、大きなサイズのバーストのみにおいては、効率的なメモリ転送を有する傾向がある。   Currently, most video decoders, such as MPEG-2 decoders, use external memory to form video frames from P-pictures and B-pictures with vector-controlled prediction to previously stored reference frames. This external memory is mostly DRAM based because they represent the mainstream market for stand-alone memory devices. DRAM-based memory provides a burst access mode for high bandwidth performance. This means that by giving only a single read or write command, many consecutive data words (bursts) are transferred to or from the memory. In order to take advantage of the available data bandwidth, read and write accesses must be burst oriented. DRAM-based memories tend to have efficient memory transfers only in large sized bursts.

第1の欠点は、ベクトル制御予測がメモリ内の1または複数の基準フレームへのランダム位置ブロックベースアクセスを必要とするという点である。DRAMベースメモリへの及びDRAMベースメモリからのそのようなアクセスにおける効率はかなり低い。第2の欠点は、ベクトル予測フレームを再構成するために必要なメモリアクセス帯域幅におけるビデオコンテンツ依存ダイナミクスである。   The first drawback is that vector control prediction requires random position block based access to one or more reference frames in memory. The efficiency in such access to and from DRAM based memory is quite low. The second drawback is video content dependent dynamics in the memory access bandwidth required to reconstruct the vector prediction frame.

多くのデジタルシステムはMPEG−2を圧縮規格として使用するが、いわゆるメインレベルシステムと高レベルシステムとの間には市場相違がある。両方のシステムにおいては、エンコーダ実施だけではなくデコーダ実施も全く異なっている。処理速度およびメモリ要件における差異は5倍〜6倍である。他の速い来たる市場相違は、単一の高レベルデコーディングおよびダブル高レベルデコードを行なうことができるシステム(オンチップ)間である。デュアル高レベルMPEG−2デコーディングの場合、1または複数の従来技術のMPEG−2デコーダは、特に外部メモリへのメモリ帯域幅のようなかなりのシステムリソースおよび基準フレーム記憶におけるメモリフットプリントを要求する。   Many digital systems use MPEG-2 as a compression standard, but there are market differences between so-called main level systems and high level systems. In both systems, not only the encoder implementation but also the decoder implementation is quite different. The difference in processing speed and memory requirements is 5-6 times. Another fast coming market difference is between systems that can perform single high-level decoding and double high-level decoding (on-chip). For dual high-level MPEG-2 decoding, one or more prior art MPEG-2 decoders require significant system resources such as memory bandwidth, especially to external memory, and a memory footprint in reference frame storage. .

メインストリームCMOS性能における向上に起因して、高いデコーディング速度により、高レベルシステムにおいては6倍大きいデコーディングブロックが得られない。残念ながら、メモリ要件は、アクセス帯域幅および容量の両方においてリニアにスケーリングし、それにより、デコーダアーキテクチャに大きな影響を与える。特に、アクセス帯域幅における差は、外部メモリの場合において異なる手法を示す。これは、外部メモリがCPU、スケーラ、グラフィックスアクセラレータ、画像成分プロセッサなどの他のクライアントと共有されなければならない場合であっても複雑である。他のクラアントと共有するメモリリソースは、MPEGデコーダが統合外部メモリを使用するシステムオンチップの一部である場合の一般的な状況である。   Due to improvements in mainstream CMOS performance, high decoding speeds do not yield decoding blocks that are six times larger in high level systems. Unfortunately, memory requirements scale linearly in both access bandwidth and capacity, thereby significantly impacting the decoder architecture. In particular, the difference in access bandwidth represents a different approach in the case of external memory. This is complicated even when the external memory has to be shared with other clients such as CPUs, scalers, graphics accelerators, image component processors. Memory resources shared with other clients is a common situation when the MPEG decoder is part of a system-on-chip that uses integrated external memory.

既に知られた特許公報US6 088 391は、ピクセルデータのBフレームにおけるメモリシステムに関する。この場合、各Bフレームは複数のセクションを含んでおり、また、複数のセクションのそれぞれはフレームの上端フィールドおよび下端フィールドに対応するピクセルデータを含んでいる。メモリシステムは、ピクセルデータを記憶するための複数のセグメントに編成されたメモリを含んでいる。この場合、セグメントの数は、フレームセクションの数+2つの更なるセクションに等しい。しかしながら、各セグメントはフレームセクションのサイズの半分である。また、メモリシステムは、ピクセルデータを受けて当該ピクセルデータを各フレームの上端および下端フィールドにしたがって分離するセグメント化デバイスを含んでいる。セグメント化デバイスは、セグメントを追跡して前記メモリの2つの利用可能なセグメントを決定し、各フレームの各セクション毎に、上端フィールドからのピクセルデータを利用可能なセグメントのうちの1つに記憶するとともに、下端フィールドからのピクセルデータをメモリの他の利用可能なセグメントに記憶する。インタレースディスプレイためのメモリのセグメントを追跡するために、セグメントポインタテーブルが含められることが好ましい。デコーダシステムは、メモリおよびセグメント化デバイスを含んでおり、また、ビデオデータを受けてピクセルデータにデコードするための再構成ユニットを含んでいるとともに、セグメントからピクセルデータを回収するためのディスプレイ回路を含んでいる。ピクセルデータを記憶して回収するための方法は、ピクセルデータをフィールド毎に分離して各セグメントに記憶するステップを含んでいる。フレームの半分が記憶した後、データはインタレースディスプレイのためのディスプレイ装置により回収される。   The already known patent publication US 6 088 391 relates to a memory system in a B frame of pixel data. In this case, each B frame includes a plurality of sections, and each of the plurality of sections includes pixel data corresponding to an upper end field and a lower end field of the frame. The memory system includes a memory organized into a plurality of segments for storing pixel data. In this case, the number of segments is equal to the number of frame sections + 2 further sections. However, each segment is half the size of the frame section. The memory system also includes a segmentation device that receives the pixel data and separates the pixel data according to the top and bottom fields of each frame. The segmentation device tracks the segments to determine the two available segments of the memory and stores the pixel data from the top field in one of the available segments for each section of each frame. At the same time, the pixel data from the bottom field is stored in another available segment of memory. A segment pointer table is preferably included to track segments of memory for interlaced display. The decoder system includes a memory and a segmentation device, includes a reconstruction unit for receiving and decoding the video data into pixel data, and includes a display circuit for retrieving the pixel data from the segment. It is out. A method for storing and retrieving pixel data includes separating the pixel data into fields and storing them in each segment. After half of the frame has been stored, the data is retrieved by a display device for interlaced display.

米国特許第6 088 391号に係る前述のデコーダシステムおよび方法の欠点は、メモリサイズ要件の部分的な減少のみが可能であり、メモリ帯域幅要件を減少させず、メモリアクセスプロファイルを簡略化しないとともに、必要なメモリアクセス帯域幅におけるダイナミクスを減少させないという点である。   The disadvantages of the aforementioned decoder system and method according to US Pat. No. 6,088,391 are that only a partial reduction in memory size requirements is possible, not reducing memory bandwidth requirements, and not simplifying memory access profiles. In other words, the dynamics in the required memory access bandwidth is not reduced.

したがって、メモリアクセスプロファイルが簡略化され、メモリアクセス帯域幅におけるダイナミクスが減少されるとともに、メモリサイズ要件およびメモリアクセス帯域幅の更なる減少を達成することができる、ビデオデコーダ及びそれによって実施される関連する方法が必要である。   Accordingly, a video decoder and associated implementation implemented thereby that can simplify the memory access profile, reduce dynamics in memory access bandwidth, and achieve further reduction in memory size requirements and memory access bandwidth A way to do it is necessary.

以上に鑑みて、本発明の目的は、データ圧縮・解凍と組み合わせて集積メモリバッファを有する改良されたビデオデコーダであって、ビデオコンテンツとは無関係に、外部メモリへの簡単なアクセスプロファイルを達成できるとともに、低く且つ確定的な外部メモリへのメモリアクセス帯域幅を得ることができるビデオデコーダを提供することにある。   In view of the above, an object of the present invention is an improved video decoder having an integrated memory buffer combined with data compression / decompression, which can achieve a simple access profile to external memory regardless of video content Another object of the present invention is to provide a video decoder capable of obtaining a low and deterministic memory access bandwidth to an external memory.

この目的は、請求項1の特徴部分にしたがって達成される。   This object is achieved in accordance with the characterizing part of claim 1.

拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するための手段と、少なくとも、動きベクトルの垂直開口(範囲)と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列(スライス)とを一時的に記憶するためのバッファ手段と、基準フレームデータを解凍することにより、動き補償(MC)のための前記手段が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにする手段とを設けることにより、記憶されるべき基準フレームのサイズおよびメモリアクセス帯域幅の要件の両方が減少される。   Means for compressing the reference frame data using an extensible compression method, and at least a vertical opening (range) of the motion vector and a horizontal row (slice) of macroblocks in a video line per reference frame; Buffer means for storing the data and decompressing the reference frame data so that the means for motion compensation (MC) reconstructs the vector prediction image and macroblock using the decompressed reference frame data By providing means for enabling both the size of the reference frame to be stored and the memory access bandwidth requirements are reduced.

本発明の更なる目的は、メモリアクセスプロファイルを簡略化するとともに、データ圧縮・解凍と組み合わせて集積メモリバッファを有するビデオデコーダにおけるメモリアクセス帯域幅を減少させるための方法であって、ビデオコンテンツとは無関係に、外部メモリへの簡単なアクセスプロファイルを達成できるとともに、低く且つ確定的な外部メモリへのメモリアクセス帯域幅を得ることができる方法を提供することである。   A further object of the present invention is a method for reducing memory access bandwidth in a video decoder having an integrated memory buffer in combination with data compression / decompression while simplifying the memory access profile, Regardless, it is to provide a method that can achieve a simple access profile to external memory and obtain a low and deterministic memory access bandwidth to external memory.

この目的は、請求項18の特徴部分にしたがって達成される。   This object is achieved according to the characterizing part of claim 18.

圧縮されたビデオデータを可変長デコーディング(VLD)するステップと、内部コード化画像、内部コード化マクロブロック、内部コード化データ情報を逆走査、逆量子化、逆離散コサイン変換(IDCT)デコーディングするステップと、ベクトル予測画像およびマクロブロックをデコードする動き補償を行なうステップと、デコードされた内部コード化マクロブロックと、デコードされた内部コード化データ情報と、動き補償されたベクトル予測マクロブロックとを基準フレームデータまたは出力フレームデータへと組み合わせるステップと、拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するステップと、少なくとも、動きベクトルの垂直開口(範囲)と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列(スライス)とをバッファ手段に一時的に記憶するステップと、基準フレームデータを解凍することにより、動き補償(MC)のための前記手段が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにするステップと、デコードされた画像データを出力するステップとを設けることにより、記憶されるべき基準フレームのサイズおよびメモリアクセス帯域幅の要件の両方が減少される。   Variable length decoding (VLD) of the compressed video data; and inverse scanning, inverse quantization, and inverse discrete cosine transform (IDCT) decoding of the inner coded image, inner coded macroblock, and inner coded data information A step of performing motion compensation for decoding a vector prediction image and a macroblock, a decoded inner coded macroblock, decoded inner coded data information, and a motion compensated vector prediction macroblock Combining with reference frame data or output frame data, compressing said reference frame data using an extensible compression method, and at least in the vertical aperture (range) of the motion vector and the video line per reference frame Macroblock Temporarily storing a sequence (slice) in the buffer means; and decompressing the reference frame data so that the means for motion compensation (MC) uses the decompressed reference frame data to perform vector prediction By providing the steps of allowing the image and macroblock to be reconstructed and outputting the decoded image data, both the size of the reference frame to be stored and the memory access bandwidth requirement are reduced. .

好ましい実施形態が従属請求項に記載されている。   Preferred embodiments are described in the dependent claims.

図中、幾つかの図面の全体にわたって、同様の参照符号は同じような要素を示している。   In the drawings, like reference characters designate like elements throughout the several views.

本発明の更に他の目的および特徴は、添付図面と併せて考慮される以下の詳細な説明から明らかとなる。しかしながら、図面が単に例示的な目的で描かれており、本発明を限定するものとして描かれていないことは言うまでもなく、本発明に関しては添付の請求項が参照されるべきである。また、図面が必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、また、他に示唆されていない限りこれらの図面がここに記載された構造および手続きを単に概念的に示そうとしたものであることは言うまでもない。   Other objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description considered in conjunction with the accompanying drawings. However, it should be understood that the drawings are merely for illustrative purposes and are not intended to be limiting of the invention, and reference should be made to the appended claims in connection with the present invention. Also, the drawings are not necessarily drawn to scale, and unless otherwise indicated, they are merely intended to conceptually illustrate the structures and procedures described herein. Needless to say.

外部メモリアクセスプロファイルを簡略化するため、また、ビデオデコーダによる必要な外部メモリアクセス帯域幅におけるダイナミクスを除去するため、本発明においては、メモリを集積することが提案される。この集積メモリはバッファ8として使用され、このバッファ8は、ビデオデータが外部メモリ9からバッファ内へ転送されるときに先入れ先出し(FIFO)モードでアクセスされるとともに、例えばビデオデコーダ内で動きベクトルにより予測フレームを構成するデバイスの先取りユニットによりブロックベースでアクセスされる。バッファ8の機能は、複雑な(ベクトル制御された)メモリアクセスプロファイルおよびメモリアクセス帯域幅におけるダイナミクスを外部メモリ9から隠すことである。   In order to simplify the external memory access profile and to eliminate the dynamics in the external memory access bandwidth required by the video decoder, it is proposed in the present invention to integrate the memory. This integrated memory is used as a buffer 8, which is accessed in a first-in first-out (FIFO) mode when video data is transferred from the external memory 9 into the buffer and is predicted by a motion vector in a video decoder, for example. It is accessed on a block basis by the pre-fetch unit of the device constituting the frame. The function of the buffer 8 is to hide the dynamics in the complex (vector controlled) memory access profile and memory access bandwidth from the external memory 9.

実際に、バッファは、基準フレーム毎に1つのFIFOを実行する。そのため、MPEG−2デコーダの場合、バッファ8は最大2つのFIFOを含んでいる。FIFOモードにおけるバッファ8のFIFO要素の好ましい粒度は1スライスであり、これはマクロブロックの1つの横列(行)である。1つのスライスが画像の水平範囲全体にわたって広がっていると仮定する。この仮定は限定しようとするものではない。なお、実際には、1スライス(すなわち、1つのFIFO要素)の転送は、外部メモリ9からの幾つかの効率的なバーストアクセスを要する。好ましい更なる最適化は、バイト数で表わされる1つのFIFO要素が、外部メモリ9からの整数のバーストアクセス数によって得られるバイト数と全く等しいことである。   In practice, the buffer performs one FIFO per reference frame. Therefore, in the case of an MPEG-2 decoder, the buffer 8 includes a maximum of two FIFOs. The preferred granularity of the FIFO element of buffer 8 in FIFO mode is one slice, which is one row (row) of macroblocks. Suppose a slice extends over the entire horizontal range of the image. This assumption is not intended to be limiting. Actually, transfer of one slice (that is, one FIFO element) requires some efficient burst access from the external memory 9. A preferred further optimization is that one FIFO element expressed in bytes is exactly equal to the number of bytes obtained by an integer number of burst accesses from the external memory 9.

図1は、ATSC高レベルMPEG−2デコーディング(+/−8スライスである+/−128程度の垂直範囲)の実施例の場合におけるそのようなFIFOのための初期化および更新方法を示している。図中、基準フレームバッファ(FIFO)が8で示されており、基準ポインタが11で示されており、垂直範囲動きベクトルが12で示され、外部メモリが9で示されている。デコーダがベクトル予測画像をデコードし始めると仮定する。そのマクロブロックは、左上から始まり、左から右へと走査し、それにより上から下へと移動して右下隅で終わる連続する順序で入力される。最初の状態は、FIFO8が全体の約半分となる状態(図1参照、(左側))であり、これは、動きベクトル12の垂直開口の半分と更に1スライスとに及ぶ基準フレームの上部である。全ての可能なベクトル基準画像データが正確にFIFO8内にあるため、ベクトル予測画像の最初(第1)の入力スライス(Slice 1)を完全に処理することができる。ベクトル予測画像の第2のスライス(Slice 2)の最初(第1)のマクロブロックをデコードしなければならないときには、基準フレームの次のスライスを外部メモリ9からFIFO8へ転送しなければならない(図1の中央および右を参照)。FIFO8は全体の約半分であるため、FIFO要素は依然としてドロップされず、あるいは、古いデータがドロップされる。このプロセスは、入力スライスの上端からの垂直オフセットが垂直開口の半分を越えるまで続く。この時点から前では、デコードされるベクトル予測画像は、決してFIFO8内の第1のスライスを基準付けることはなく、これにより、この第1のスライスがドロップされる。ベクトル予測画像の次のスライスがデコードされるときには、FIFO8内の第2のスライスがドロップされる。以下、図2に示されるように同様である。これは、基準フレームの最後のスライスがFIFA8内にあるまで続く。   FIG. 1 shows the initialization and update method for such a FIFO in the case of an embodiment of ATSC high level MPEG-2 decoding (vertical range of +/− 128, which is +/− 8 slices). Yes. In the figure, the reference frame buffer (FIFO) is indicated by 8, the reference pointer is indicated by 11, the vertical range motion vector is indicated by 12, and the external memory is indicated by 9. Assume that the decoder begins to decode the vector prediction picture. The macroblocks are entered in a sequential order starting from the top left, scanning from left to right, thereby moving from top to bottom and ending at the bottom right corner. The first state is a state where the FIFO 8 is about half of the whole (see FIG. 1, (left side)), which is the top of the reference frame that covers half the vertical opening of the motion vector 12 and one slice. . Since all possible vector reference image data is exactly in the FIFO 8, the first (first) input slice (Slice 1) of the vector prediction image can be completely processed. When the first (first) macroblock of the second slice (Slice 2) of the vector prediction image has to be decoded, the next slice of the reference frame must be transferred from the external memory 9 to the FIFO 8 (FIG. 1). Center and right). Since the FIFO 8 is about half of the total, the FIFO element is still not dropped, or old data is dropped. This process continues until the vertical offset from the top of the input slice exceeds half of the vertical aperture. From this point onwards, the decoded vector prediction picture never references the first slice in the FIFO 8, which causes this first slice to be dropped. When the next slice of the vector prediction image is decoded, the second slice in the FIFO 8 is dropped. Hereinafter, the same applies as shown in FIG. This continues until the last slice of the reference frame is in FIFA8.

FIFO8内の現在の基準フレームのランアウト状態のための有利な手法は、次のベクトル予測画像のデコーディング開始時に次の必要とされる基準フレームのビデオデータをFIFO8内の所定の位置に既に有していることである。これは、図3に示されるようにベクトル予測画像の現在のスライスがデコードされており且つ次のスライスが依然としてデコードされるべきであるときに次の必要とされる基準フレームの第1のスライスをFIFO8へロードすることによって行なうことができる。予測画像の最後のスライスがデコードされたときに、状態が図1の場合と同様になるが、次の必要とされる基準フレームの第1の部分がFIFOバッファ8内にある。   An advantageous approach for the current reference frame run-out state in FIFO 8 already has video data of the next required reference frame at a predetermined position in FIFO 8 at the start of decoding of the next vector prediction image. It is that. This is the first slice of the next required reference frame when the current slice of the vector prediction image has been decoded and the next slice should still be decoded as shown in FIG. This can be done by loading into the FIFO 8. When the last slice of the predicted image is decoded, the state is the same as in FIG. 1, but the first portion of the next required reference frame is in the FIFO buffer 8.

MPEG−1およびMPEG−2の場合、バッファサイズ(ビット)は、バッファ8内のビデオが解凍されていることを前提に、(画像の水平サイズ全体に及ぶ、動きベクトルの垂直範囲+マクロブロックの横1列)×ライン当たりのピクセルの最大数×基準フレームの最大数×ピクセル当たりのバイト数×バイト当たりのビット数、以上でなければならない。   In the case of MPEG-1 and MPEG-2, the buffer size (bits) is based on the assumption that the video in the buffer 8 has been decompressed (vertical range of motion vectors over the entire horizontal size of the image + macroblock (1 horizontal row) x maximum number of pixels per line x maximum number of reference frames x number of bytes per pixel x number of bits per byte.

ATSCのための単一の高レベルMPEG−2デコーダは、256の動きベクトルの垂直範囲を有するとともに、1つのマクロブロック横列のために16個のラインを必要とし、また、ライン毎に最大1920個のピクセルを有するとともに、最大2つの基準フレームを有しており、ピクセル当たり1.5バイトであり、1バイト当たり明らかに8ビットとなっている。そのため、単一高レベルMPEG−2デコーダにおいてデータ圧縮が適用されない場合には、約13Mbitのバッファメモリが集積されなければならない。この13Mbitのメモリは、高速MPEGデコーディングパイプと共に1つのブロック内に集積することができる。そのようなブロックは、外部メモリ9を必要とすることなく50/60Hzでのメインレベルデコーディングに対処することができる。高レベルデコーディングの場合、バッファ8は、最もアクセスが集中する演算であるベクトル制御予測のために使用される。不足している記憶容量は、外部から加えなければならないが、非常に簡単な最小帯域幅のインタフェースだけを必要とする。いずれの場合にも、デコーダの出力は、外部のディスプレイメモリ13を介して出力部へ供給されなければならず、その段階中に、この出力をグラフィックスおよび他のビデオストリームと混合することができる。一部のメインレベルシステムにおいては、ディスプレイメモリ13を完全に省くこともできる。   A single high-level MPEG-2 decoder for ATSC has a vertical range of 256 motion vectors, requires 16 lines for one macroblock row, and up to 1920 per line With a maximum of two reference frames, 1.5 bytes per pixel, and clearly 8 bits per byte. Therefore, if data compression is not applied in a single high level MPEG-2 decoder, a buffer memory of about 13 Mbits must be integrated. This 13 Mbit memory can be integrated in one block together with a high-speed MPEG decoding pipe. Such a block can cope with main level decoding at 50/60 Hz without the need for external memory 9. In the case of high-level decoding, the buffer 8 is used for vector control prediction, which is the operation with the most access. The lack of storage capacity must be added externally, but only requires a very simple minimum bandwidth interface. In any case, the decoder output must be fed to the output via the external display memory 13, during which the output can be mixed with graphics and other video streams. . In some main level systems, the display memory 13 can be omitted entirely.

外部メモリ9への簡単なアクセスプロファイルに起因して、本発明においては、外部メモリ9への圧縮および外部メモリ9からの解凍のためにブロックベースメモリ圧縮アルゴリズムを付加することが提案される。任意のブロックベースメモリ圧縮アルゴリズムを付加することができる。しかしながら、拡張可能な圧縮アルゴリズム、例えばその教示内容が参照することにより本願に組み込まれる国際公開第0117268 A1号に記載されているような圧縮アルゴリズムであることが好ましい。   Due to the simple access profile to the external memory 9, it is proposed in the present invention to add a block-based memory compression algorithm for compression to and decompression from the external memory 9. Any block-based memory compression algorithm can be added. However, it is preferred that the compression algorithm be extensible, such as the one described in WO0117268 A1, the teachings of which are incorporated herein by reference.

第1の実施形態に係るビデオデコーダが図4に概略的に示されている。デコーダはMPEGデコーダであることが好ましい。しかしながら、本発明が、MPEGに限定されず、任意の特定のビデオ規格または構成のために使用されても良いことに留意されたい。本発明に係るビデオデコーダは従来技術のビデオデコーダに基づいている。圧縮されたビデオデータは、圧縮データメモリ1から回収されるとともに、データを離散コサイン変換(DCT)データへ変換する可変長デコーダ(VLD)2によりエントロピーデコードされる。逆スキャナ(IS)3、逆量子化器(IQ)4、逆離散コサイン変換(IDCT)5は、内部コード化デルタ情報を処理して、データをピクセルデータのマクロブロックへ変換する。マクロブロック(MB)は、MPEG規格のための基本的なコーディング単位である。マクロブロックは、ルミナンス(輝度)成分(Y)の1つの16ピクセル×16ライン部または4つの8ピクセル×8ラインブロックと、クロミナンス成分Cr,Cbの幾つかの空間的に対応する8×8ブロックとから成る。クロミナンス値のブロックの数は、特定のどのフォーマットが使用されるかによって決まる。ベクトル予測フレームは、動き補償器10による外部予測メモリ9からのブロックベースフェッチ(取り出し)及び存在する場合にはデルタ情報の付加によって再構成され、あるいは、内部コード化マクロブロックによって再構成される。   A video decoder according to the first embodiment is schematically shown in FIG. The decoder is preferably an MPEG decoder. However, it should be noted that the present invention is not limited to MPEG and may be used for any particular video standard or configuration. The video decoder according to the invention is based on a prior art video decoder. The compressed video data is recovered from the compressed data memory 1 and entropy decoded by a variable length decoder (VLD) 2 that converts the data into discrete cosine transform (DCT) data. An inverse scanner (IS) 3, an inverse quantizer (IQ) 4, and an inverse discrete cosine transform (IDCT) 5 process the inner coded delta information to convert the data into macroblocks of pixel data. A macroblock (MB) is a basic coding unit for the MPEG standard. The macroblock consists of one 16 pixel × 16 line portion of luminance component (Y) or four 8 pixel × 8 line blocks and several spatially corresponding 8 × 8 blocks of chrominance components Cr, Cb. It consists of. The number of blocks of chrominance values depends on which particular format is used. The vector prediction frame is reconstructed by block-based fetching (retrieving) from the external prediction memory 9 by the motion compensator 10 and addition of delta information if present, or by an internally coded macroblock.

そのような従来技術のMPEG−2デコーダは、ビデオ転送速度の200%となる外部メモリからの最大理論転送速度を必要とする。例えば、60Hzで1920×1080インタレースのフォーマットを有する高解像度ビデオは、約93.3Mbyte/sである約62.2Mpixel/sの正味の転送速度(ブランキングが無い)を有している(YUV 4:2:0フォーマットであるとする)。そのため、この場合、従来技術の高レベルMPEG−2デコーダは、理論上、最大で187Mbyte/sのメモリアクセス帯域幅を必要とする。しかしながら、システムオンチップは、複雑なメモリアクセスプロファイルに起因して、もっと悪いケースの数字を使用しなければならず、SDRAMは大きなパケットにおいてのみ効率的である。   Such prior art MPEG-2 decoders require a maximum theoretical transfer rate from external memory which is 200% of the video transfer rate. For example, a high resolution video having a 1920 × 1080 interlace format at 60 Hz has a net transfer rate (no blanking) of about 62.2 Mpixel / s, which is about 93.3 Mbytes / s (YUV 4: 2: 0 format). Thus, in this case, the prior art high level MPEG-2 decoder theoretically requires a maximum memory access bandwidth of 187 Mbyte / s. However, system-on-chip must use worse case numbers due to complex memory access profiles, and SDRAM is only efficient in large packets.

本発明においては、図5に示されるように、従来技術のデコーダに対して、ビデオデータ圧縮器6、ビデオデータ解凍器7、バッファ8が加えられた。圧縮器6は、拡張可能な圧縮方法を使用して基準フレームデータを圧縮するようになっている。この場合には、後に、前記圧縮された基準フレームデータが外部メモリ手段9に記憶され、これにより、圧縮基準フレームメモリが形成される。その後、圧縮された基準フレームデータが前記外部メモリ9から回収されるとともに、少なくとも、動きベクトルの垂直開口(範囲)と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列(スライス)とが、外部メモリ9と動き補償のための手段10との間に配置されるバッファ8内に一時的に記憶される。基準フレームデータは解凍器7により解凍され、これにより、動き補償(MC)のための手段10は、前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成(復元)することができる。   In the present invention, as shown in FIG. 5, a video data compressor 6, a video data decompressor 7, and a buffer 8 are added to the prior art decoder. The compressor 6 compresses the reference frame data using an extensible compression method. In this case, the compressed reference frame data is later stored in the external memory means 9, thereby forming a compressed reference frame memory. Thereafter, the compressed reference frame data is recovered from the external memory 9, and at least the vertical opening (range) of the motion vector and the horizontal row (slice) of macroblocks in the video line per reference frame are stored in the external memory. 9 and temporarily stored in a buffer 8 arranged between the means 10 for motion compensation. The reference frame data is decompressed by the decompressor 7, so that the means 10 for motion compensation (MC) reconstructs (restores) the vector prediction image and the macroblock using the decompressed reference frame data. be able to.

バッファ8のサイズは、一例において、デコーディングのため(2×128+16)×1920×1.5×2×8=12.53376×10ビットに等しくても良く、また、スケーラ14が組み込まれる場合にはライン間変換バッファリングのために更に16×1920×1.5×8≒0.4×10ビットが加えられることが好ましく、すなわち、全体で約13Mbitとなる。外部メモリ9へのアクセスプロファイルは非常に簡単である。しかしながら、基準フレームのサイズは、図6に示されるように、圧縮比およびメモリアクセス帯域幅によって減少された。図6では、デコーディングブロックが15で示され、MBフォーマット変換器が16で示されている。なお、図6においては、1つの必要な基準フレームを記憶するためにバッファ8の半分だけが使用される。図7は、P−画像のための基準フレームがB−画像のための基準フレームよりも2倍少なく圧縮された好ましい実施形態を示している。図7の好ましい拡張可能な圧縮方法は、N:1の比の圧縮データの最上位データの約半分を取ることにより2N:1の比の圧縮データが簡単に得られるという特性を有している。当業者であれば、最上位圧縮データおよび最下位圧縮データをメモリ内にマッピングすることができ、それにより、外部メモリ9への簡単なアクセスプロファイルおよび効率的なメモリアクセスが得られる。なお、2倍および2階層レベルは、2倍以外および多階層レベルへと拡張することができる。 The size of the buffer 8 may be equal to (2 × 128 + 16) × 1920 × 1.5 × 2 × 8 = 12.53376 × 10 6 bits for decoding in one example, and the scaler 14 is incorporated. Is preferably further added with 16 × 1920 × 1.5 × 8≈0.4 × 10 6 bits for line-to-line conversion buffering, that is, about 13 Mbit in total. The access profile to the external memory 9 is very simple. However, the size of the reference frame was reduced by the compression ratio and memory access bandwidth, as shown in FIG. In FIG. 6, the decoding block is indicated by 15 and the MB format converter is indicated by 16. Note that in FIG. 6, only half of the buffer 8 is used to store one necessary reference frame. FIG. 7 shows a preferred embodiment in which the reference frame for the P-picture is compressed two times less than the reference frame for the B-picture. The preferred expandable compression method of FIG. 7 has the property that 2N: 1 ratio of compressed data can be easily obtained by taking about half of the most significant data of the compressed data of N: 1 ratio. . One skilled in the art can map the top and bottom compressed data into memory, thereby providing a simple access profile and efficient memory access to the external memory 9. Note that the double and double hierarchy levels can be expanded to other than double and multiple hierarchy levels.

図5に係る第2の実施形態において、データ圧縮/解凍が前述した方法と僅かに異なる方法で適用される場合には、バッファ8のサイズを更に減少させることができる。データ圧縮は、外部メモリ9への転送前に、デコードされた基準フレームに関して適用される。しかしながら、データ解凍は、バッファ8から取り出されたデータ、したがって圧縮された基準フレームを含んでいるデータに関して適用される。この圧縮されたデータは、外部メモリ9からバッファ8へロードされたものである。データ圧縮方法は、妥当な圧縮係数、低い実施コスト、非常に高い質、反復コーディング/デコーディングのための信頼性、容易なピクセルアクセスの要件を有していることが好ましい。許容できる実施コストおよび十分に高い主観的画質において妥当なデータ圧縮比は2:1および4:1である。当業者によれば、2:1の圧縮比は可逆圧縮と見なされ、4:1の圧縮比は非常に高画質と見なされる。MPEG−2規格においては、多数のP−画像をその後にコード化することができ、それにより、特定のマクロブロックがコーデックにより繰り返し圧縮されて解凍される。デコーダがエンコーダにおいて適用されるローカル再構成ループから逸れることを防止するためには、正確な量子化が行なわれなければならない。動き補償されたメカニズムのリアルタイムな動作を可能とするためには、圧縮された領域におけるピクセルへの容易なアクセスが可能とならなければならない。   In the second embodiment according to FIG. 5, the size of the buffer 8 can be further reduced if the data compression / decompression is applied in a slightly different manner than that described above. Data compression is applied on the decoded reference frame before transfer to the external memory 9. However, data decompression is applied to data retrieved from buffer 8, and thus data that includes a compressed reference frame. This compressed data has been loaded from the external memory 9 into the buffer 8. The data compression method preferably has reasonable compression factors, low implementation costs, very high quality, reliability for iterative coding / decoding, and easy pixel access requirements. Reasonable data compression ratios at acceptable implementation costs and sufficiently high subjective image quality are 2: 1 and 4: 1. According to those skilled in the art, a 2: 1 compression ratio is considered a lossless compression and a 4: 1 compression ratio is considered very high image quality. In the MPEG-2 standard, a large number of P-pictures can be subsequently coded, whereby specific macroblocks are repeatedly compressed and decompressed by the codec. To prevent the decoder from deviating from the local reconstruction loop applied at the encoder, accurate quantization must be performed. In order to allow real-time operation of the motion compensated mechanism, easy access to the pixels in the compressed region must be possible.

本発明によって与えられる他の利点は、圧縮および解凍と組み合わせてバッファ8を使用する際、P−画像およびB−画像における基準フレームを異なる圧縮比で与えることができるという点である。P−画像は、基本的に、P−画像の連続的な予測のため、したがって、圧縮に起因するエラーを積み重ねる危険性により、B−画像よりも損なわれない基準フレーム、したがって、B―画像よりも圧縮されない基準フレームを必要とする。例えば、高レベルMPEG−2デコーダにおいて必要なバッファサイズは、P−画像を再構成するために1つの2:1圧縮基準フレームが使用され且つB−画像を再構成するために2つの4:1圧縮基準フレームが使用される場合、約13Mbitから約3Mbitへと減少される。拡張可能な圧縮を使用する利点は、2:1圧縮基準フレームをメモリに記憶するだけで済むという点である。拡張可能な圧縮方法により、2:1圧縮基準フレームから直接に必要な4:1圧縮基準フレームを得ることが非常に簡単になり、この特徴は当業者に知られている。例えば、2:1圧縮基準フレームを2つの半分の面に分割することができる。最上位データを含む第1の面は4:1圧縮比を表わしており、最下位データを含む第2の面は、第1の面と組み合わさって2:1圧縮基準フレームを表わす。当業者であれば明らかなように、より多くの階層レベルを導入することができ、あるいは、2よりも大きい他のファクタを実施できる。   Another advantage provided by the present invention is that when using buffer 8 in combination with compression and decompression, reference frames in P-pictures and B-pictures can be given at different compression ratios. P-pictures are fundamentally more robust than B-pictures, and therefore B-pictures, because of the continuous prediction of P-pictures, and hence the risk of accumulating errors due to compression. Also requires a reference frame that is not compressed. For example, the buffer size required in a high level MPEG-2 decoder is that one 2: 1 compressed reference frame is used to reconstruct a P-picture and two 4: 1 to reconstruct a B-picture. If a compressed reference frame is used, it is reduced from about 13 Mbit to about 3 Mbit. The advantage of using extensible compression is that only a 2: 1 compressed reference frame needs to be stored in memory. The extensible compression method makes it very easy to obtain the required 4: 1 compressed reference frame directly from the 2: 1 compressed reference frame, and this feature is known to those skilled in the art. For example, a 2: 1 compressed reference frame can be divided into two half planes. The first plane containing the most significant data represents a 4: 1 compression ratio and the second plane containing the least significant data in combination with the first plane represents a 2: 1 compressed reference frame. As will be apparent to those skilled in the art, more hierarchical levels can be introduced, or other factors greater than 2 can be implemented.

このように、本発明に係るデコーダは、比較的低いメモリアクセス帯域幅および外部メモリへの容易なアクセスプロファイルで、ダブル高レベルMPEG−2、シングル高レベルMPEG−2、少なくともデュアルメインレベルMPEG−2をデコードすることができる。非再帰的に使用されるベクトル予測画像(例えばB−画像)におけるよりも再帰的に使用されるベクトル予測画像(例えばP−画像)においてあまり圧縮されない基準フレームを使用する実施形態をバッファ(8)を伴うことなく使用することもできる。利点は、メモリアクセス幅を減少させることができ、集積バッファ(8)が不要になるという点である。しかしながら、欠点は、外部メモリへのメモリアクセスプロファイルが簡略化されないという点である。   As described above, the decoder according to the present invention has a relatively low memory access bandwidth and an easy access profile to an external memory, and has a double high level MPEG-2, a single high level MPEG-2, and at least a dual main level MPEG-2. Can be decoded. An embodiment using a reference frame that is less compressed in a vector prediction image (eg P-image) used recursively than in a vector prediction image (eg B-image) used non-recursively (8) It can also be used without accompanying. The advantage is that the memory access width can be reduced and the integrated buffer (8) is not required. However, the drawback is that the memory access profile to the external memory is not simplified.

図5は、本発明の第2の実施形態に係るビデオデコーダを概略的に示している。この第2の実施形態は、前述した第1の実施形態と比べてバッファサイズを減少させなければならない場合に好ましい。フレームの予測がバッファリングされる。バッファ8は、予測フレームの構成前に解凍器7によって解凍される圧縮ビデオデータを含んでいる。一実施例において、デコードするためのバッファメモリの量は、(2×128+16)×1920×1.5×2×8/C(ビット)に等しい。ここで、Cは圧縮比である。例えば、バッファ8のサイズは、4:1の圧縮比が基準フレームに関して適用される場合、約12.6Mbitではなく3.3Mbitに制限することができる。一般的な概念が図8に示されている。   FIG. 5 schematically shows a video decoder according to the second embodiment of the present invention. This second embodiment is preferable when the buffer size must be reduced as compared with the first embodiment described above. Frame prediction is buffered. The buffer 8 contains compressed video data that is decompressed by the decompressor 7 prior to construction of the predicted frame. In one embodiment, the amount of buffer memory to decode is equal to (2 × 128 + 16) × 1920 × 1.5 × 2 × 8 / C (bits). Here, C is a compression ratio. For example, the size of the buffer 8 can be limited to 3.3 Mbit instead of about 12.6 Mbit when a compression ratio of 4: 1 is applied for the reference frame. The general concept is illustrated in FIG.

この第2の実施形態の他の利点は、1つの基準フレームだけが必要であるため、P−画像における基準フレームをB−画像における基準フレームよりも小さい圧縮比で圧縮できるという点である。同じ量のメモリを用いると、P−画像における基準フレームは、B−画像における基準フレームよりも最大で2倍低い圧縮を有することができる。   Another advantage of this second embodiment is that since only one reference frame is required, the reference frame in the P-picture can be compressed with a smaller compression ratio than the reference frame in the B-picture. With the same amount of memory, the reference frame in the P-picture can have up to 2 times lower compression than the reference frame in the B-picture.

第2の実施形態の好ましい一般概念が図9に示されている。例えば、B−画像における両方の基準フレームに関しては4:1の圧縮比であり、P−画像における基準フレームに関しては最小で2:1の圧縮である。なお、拡張可能な圧縮が適用された場合には、2:1の比だけで圧縮される基準フレームの記憶が可能である。利点は、僅かな圧縮で、したがって僅かな欠陥で連続的な予測P−画像が処理されるという点である。B−画像は、非連続予測され、したがって、大きく損なわれる可能性があり、そのため、大きい圧縮比を有する場合がある。欠点は、圧縮された基準フレームにおいてメモリフットプリントが2倍大きいという点である。   A preferred general concept of the second embodiment is shown in FIG. For example, a compression ratio of 4: 1 for both reference frames in the B-picture and a minimum of 2: 1 compression for the reference frames in the P-picture. Note that when extensible compression is applied, it is possible to store a reference frame that is compressed only at a 2: 1 ratio. The advantage is that continuous predicted P-pictures are processed with little compression and thus with few defects. B-pictures are discontinuously predicted and can therefore be greatly compromised, and thus may have a large compression ratio. The disadvantage is that the memory footprint is twice as large in the compressed reference frame.

B−画像およびP−画像に関しては、6:1および3:1の圧縮比をそれぞれ有する場合、同様の計算により2.1Mbitのバッファメモリが得られる。図10および図11は、同じ基本的概念における異なる実施オプションを示している。   For B-pictures and P-pictures, a similar calculation yields a 2.1 Mbit buffer memory with 6: 1 and 3: 1 compression ratios, respectively. Figures 10 and 11 show different implementation options in the same basic concept.

また、本発明は、メモリアクセスプロファイルを簡略化するとともに、ビデオデコーダの基準フレームメモリへのメモリアクセス帯域幅におけるダイナミクスを減少させるための方法であって、圧縮されたビデオデータを可変長デコーディング(VLD)するステップと、内部コード化画像、内部コード化マクロブロック、内部コード化データ情報を逆走査、逆量子化、逆離散コサイン変換(IDCT)デコーディングするステップと、ベクトル予測画像およびマクロブロックをデコードする動き補償を行なうステップと、デコードされた内部コード化マクロブロックと、デコードされた内部コード化データ情報と、動き補償されたベクトル予測マクロブロックとを基準フレームデータまたは出力フレームデータへと組み合わせるステップと、拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するステップと、少なくとも、動きベクトルの垂直開口(範囲)と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列(スライス)とをバッファ手段に一時的に記憶するステップと、基準フレームデータを解凍することにより、動き補償(MC)のための前記手段が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにするステップと、デコードされた画像データを出力するステップとを含む方法に関する。   The present invention also provides a method for simplifying a memory access profile and reducing dynamics in the memory access bandwidth to a reference frame memory of a video decoder, wherein the compressed video data is subjected to variable length decoding ( VLD), inversely scanning, inverse quantization, and inverse discrete cosine transform (IDCT) decoding of the inner coded image, inner coded macroblock, and inner coded data information, and vector predictive image and macroblock Performing motion compensation to decode, combining decoded inner coded macroblock, decoded inner coded data information, and motion compensated vector prediction macroblock into reference frame data or output frame data When Compressing the reference frame data using an extensible compression method, and at least a vertical opening (range) of the motion vector and a horizontal row (slice) of macroblocks in a video line per reference frame as buffer means Temporarily storing and decompressing the reference frame data so that the means for motion compensation (MC) can reconstruct a vector prediction image and a macroblock using the decompressed reference frame data And a method of outputting decoded image data.

1つの実施形態において、前記方法は、前記圧縮された基準フレームデータを外部メモリ手段に記憶するステップと、前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段から回収するステップと、前記回収された基準フレームデータを解凍するステップと、前記解凍された基準フレームデータを前記バッファ手段に一時的に記憶するステップと、前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成するステップとを更に含んでいる。   In one embodiment, the method comprises the steps of storing the compressed reference frame data in an external memory means, recovering the compressed reference frame data from the external memory means, and the recovered reference A step of decompressing frame data; a step of temporarily storing the decompressed reference frame data in the buffer means; and a step of reconstructing a vector prediction image and a macroblock using the decompressed reference frame data And further.

他の実施形態において、前記方法は、前記圧縮された基準フレームデータを外部メモリ手段に記憶するステップと、前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段から回収するステップと、前記圧縮された基準フレームデータを前記バッファ手段に一時的に記憶するステップと、前記一時的に記憶された基準フレームデータを解凍するステップと、前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成するステップとを更に含んでいる。   In another embodiment, the method includes storing the compressed reference frame data in an external memory means, retrieving the compressed reference frame data from the external memory means, and the compressed reference frame. Temporarily storing frame data in the buffer means, decompressing the temporarily stored reference frame data, and reconstructing a vector prediction image and a macroblock using the decompressed reference frame data. Further comprising the steps of configuring.

他の実施形態において、前記方法は、第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するステップと、前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームにより基準フレームとして使用されるベクトル予測画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率で圧縮された基準フレームにより基準フレームとして使用されないベクトル予測画像を再構成するステップとを更に含んでいる。   In another embodiment, the method is used as a reference frame by compressing one reference frame at a first compression rate and a second compression rate, and a reference frame compressed at the first compression rate. And reconstructing a vector prediction image that is not used as a reference frame by the reference frame compressed at the second compression rate.

更なる他の実施形態において、前記方法は、第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するステップと、前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームによってP−画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームによってB−画像を再構成するステップとを更に含んでいる。   In yet another embodiment, the method includes compressing one reference frame at a first compression rate and a second compression rate, and a P-picture by the reference frame compressed at the first compression rate. And reconstructing a B-picture with a reference frame compressed using the second compression ratio.

前記方法の更に他の実施形態においては、前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率以下である。   In still another embodiment of the method, the first compression rate is less than or equal to the second compression rate.

前記方法の更に他の実施形態においては、前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率の半分である。   In yet another embodiment of the method, the first compression rate is half of the second compression rate.

前記方法の更に他の実施形態においては、前記第1の圧縮率が2:1であり、前記第2の圧縮率が4:1である。   In yet another embodiment of the method, the first compression ratio is 2: 1 and the second compression ratio is 4: 1.

前記方法の更に他の実施形態においては、前記第1の圧縮率が3:1であり、前記第2の圧縮率が6:1である。   In yet another embodiment of the method, the first compression ratio is 3: 1 and the second compression ratio is 6: 1.

前記方法の更に他の実施形態においては、前記第1の圧縮率が4:1であり、前記第2の圧縮率が8:1である。   In yet another embodiment of the method, the first compression ratio is 4: 1 and the second compression ratio is 8: 1.

更に他の実施形態において、前記方法は、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される同じ基準フレームのためのデータから直接に得るステップと、前記第1の圧縮率での前記基準フレームのためのデータのみを前記外部メモリ手段に一時的に記憶するステップとを更に含んでいる。   In yet another embodiment, the method includes data for a reference frame compressed using the second compression rate, and data for the same reference frame compressed using the first compression rate. And directly storing only the data for the reference frame at the first compression rate in the external memory means.

更に他の実施形態において、前記方法は、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのための前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に且つ階層的に記憶することにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにし、それにより、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにするステップを更に含んでいる。   In yet another embodiment, the method temporarily and hierarchically stores the compressed reference frame data for the reference frame compressed using the first compression ratio in the external memory means. The stored first sub-image includes top-level data representing the same reference frame compressed using the second compression rate greater than the first compression rate, and the second sub-image Further includes the step of including the least significant data so that both sub-images together represent data for a reference frame compressed using the first compression ratio.

前記方法の更に他の実施形態においては、前記第2の圧縮率が前記第1の圧縮率の2倍である。   In yet another embodiment of the method, the second compression rate is twice the first compression rate.

更に他の実施形態において、前記方法は、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのための前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に且つ階層的に記憶することにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにし、それにより、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにするステップを更に含んでいる。   In yet another embodiment, the method temporarily and hierarchically stores the compressed reference frame data for the reference frame compressed using the first compression ratio in the external memory means. The stored first sub-image includes top-level data representing the same reference frame compressed using the second compression rate greater than the first compression rate, and the second sub-image Further includes the step of including the least significant data so that both sub-images together represent data for a reference frame compressed using the first compression ratio.

更に他の実施形態において、前記方法は、前記バッファ手段が集積メモリバッファであることを含んでいる。   In yet another embodiment, the method includes the buffer means being an integrated memory buffer.

以上、本発明の好ましい実施形態に適用される本発明の基本となる新規な特徴を図示して説明して指摘してきたが、当業者であれば本発明の思想から逸脱することなく例示したデバイスの形態および詳細並びにそれらの動作において様々な省略、代用、変更を行なうことができることは言うまでもない。例えば、ほぼ同じ方法でほぼ同じ機能を果たすことにより同じ結果を得る要素及び/又は方法の全ての組み合わせが本発明の範囲内に入ることは言うまでもない。また、本発明の任意の開示された形態または実施例に関連して図示し及び/又は説明した構造及び/又は要素及び/又は方法ステップが、設計上の選択の一般的な事柄として、任意の他の開示され或いは説明され或いは提案された形態または実施例に組み込まれても良いことは言うまでもない。したがって、本発明は、本明細書に添付された請求の範囲によって記載されているようにのみ限定される。   As mentioned above, although the novel characteristic used as the basis of this invention applied to preferable embodiment of this invention was illustrated and demonstrated, it was pointed out by those skilled in the art, without departing from the thought of this invention. It goes without saying that various omissions, substitutions, and changes can be made in the forms and details of these and the operations thereof. For example, it goes without saying that all combinations of elements and / or methods that achieve the same result by performing substantially the same function in substantially the same way fall within the scope of the invention. In addition, the structures and / or elements and / or method steps illustrated and / or described in connection with any disclosed form or embodiment of the invention are generally considered as design choices, and any It will be appreciated that other disclosed, described, or suggested forms or embodiments may be incorporated. Accordingly, the invention is limited only as described by the claims appended hereto.

FIFOにおける初期化および更新方法を示している。An initialization and update method in the FIFO is shown. 図1に従ったFIFOにおける初期化および更新方法を更に示している。2 further illustrates the initialization and update method in the FIFO according to FIG. 図1および図2に従ったFIFOにおける初期化および更新方法を更に示している。3 further illustrates the initialization and update method in the FIFO according to FIGS. 本発明の第1の実施形態に係るビデオデコーダの概略図を開示している。1 is a schematic diagram of a video decoder according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係るビデオデコーダの概略図を開示している。Fig. 3 discloses a schematic diagram of a video decoder according to a second embodiment of the present invention. 圧縮率およびメモリアクセス帯域幅によって基準フレームのサイズがどのように減少されたかを示している。It shows how the size of the reference frame is reduced by the compression rate and the memory access bandwidth. P−画像のための基準フレームがB−画像のための基準フレームよりも2倍少なく圧縮された好ましい実施形態を示している。Fig. 4 shows a preferred embodiment in which the reference frame for the P-picture is compressed twice as much as the reference frame for the B-picture. 第2の実施形態の一般概念を示している。3 shows a general concept of the second embodiment. 第2の実施形態の好ましい一般概念を示している。2 shows a preferred general concept of the second embodiment. 第2の実施形態の第1の他の実施オプションを示している。Fig. 8 shows a first other implementation option of the second embodiment. 第2の実施形態の第2の他の実施オプションを示している。Fig. 8 shows a second other implementation option of the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮データメモリ
2 可変長デコーダ
3 逆スキャナ
4 逆量子化器
5 逆離散コサイン変換
6 ビデオデータ圧縮器
7 ビデオデータ解凍器
8 バッファ
9 外部メモリ
10 動き補償のための手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressed data memory 2 Variable length decoder 3 Inverse scanner 4 Inverse quantizer 5 Inverse discrete cosine transform 6 Video data compressor 7 Video data decompressor 8 Buffer 9 External memory 10 Means for motion compensation

Claims (54)

−圧縮されたビデオデータの可変長デコーディングのための手段と、
−内部コード化画像、内部コード化マクロブロック、内部コード化デルタ情報の逆走査、逆量子化、逆離散コサイン変換デコーディングのための手段と、
−ベクトル予測画像およびマクロブロックをデコードするための動き補償のための手段と、
−デコードされた内部コード化マクロブロックと、デコードされた内部コード化データ情報と、動き補償されたベクトル予測マクロブロックとを基準フレームデータまたは出力フレームデータへと組み合わせるための手段と、
を備えるビデオデコーダであって、
−拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するための手段と、
−少なくとも、動きベクトルの垂直開口と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列とを一時的に記憶するためのバッファ手段と、
−基準フレームデータを解凍することにより、動き補償のための前記手段が、前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにする手段と、
−デコードされた画像データを出力するための手段と、
を更に備えることを特徴とする、ビデオデコーダ。
Means for variable length decoding of compressed video data;
-Means for inner coded image, inner coded macroblock, inverse scanning of inner coded delta information, inverse quantization, inverse discrete cosine transform decoding;
-Means for motion compensation for decoding vector prediction images and macroblocks;
Means for combining the decoded inner coded macroblock, the decoded inner coded data information, and the motion compensated vector prediction macroblock into reference frame data or output frame data;
A video decoder comprising:
Means for compressing the reference frame data using an extensible compression method;
Buffer means for temporarily storing at least a vertical opening of the motion vector and a row of macroblocks in a video line per reference frame;
Means for decompressing the reference frame data so that the means for motion compensation can reconstruct vector prediction images and macroblocks using the decompressed reference frame data;
Means for outputting decoded image data;
A video decoder, further comprising:
−前記圧縮された基準フレームデータを外部メモリ手段に記憶するための手段と、
−前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段から回収するための手段と、
を更に備え、
−基準フレームデータを解凍するための前記手段は、前記回収された基準フレームデータを解凍するようにアレンジされており、
−前記解凍された基準フレームデータを前記バッファ手段に一時的に記憶するための手段を更に備え、
−動き補償のための前記手段は、前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成するようにアレンジされている、
ことを特徴とする、請求項1に記載のビデオデコーダ。
Means for storing the compressed reference frame data in external memory means;
Means for recovering the compressed reference frame data from the external memory means;
Further comprising
The means for decompressing the reference frame data is arranged to decompress the recovered reference frame data;
-Further comprising means for temporarily storing the decompressed reference frame data in the buffer means;
The means for motion compensation is arranged to reconstruct vector predicted images and macroblocks using the decompressed reference frame data;
The video decoder according to claim 1, wherein:
−前記圧縮された基準フレームデータを外部メモリ手段に記憶するための手段と、
−前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段から回収するための手段と、
−前記圧縮された基準フレームデータを前記バッファ手段に一時的に記憶するための手段と、
を更に備え、
−基準フレームデータを解凍するための前記手段は、前記一時的に記憶された基準フレームデータを解凍するようにアレンジされており、
−動き補償のための前記手段は、前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成するようにアレンジされている、
ことを特徴とする、請求項1に記載のビデオデコーダ。
Means for storing the compressed reference frame data in external memory means;
Means for recovering the compressed reference frame data from the external memory means;
Means for temporarily storing the compressed reference frame data in the buffer means;
Further comprising
The means for decompressing reference frame data is arranged to decompress the temporarily stored reference frame data;
The means for motion compensation is arranged to reconstruct vector predicted images and macroblocks using the decompressed reference frame data;
The video decoder according to claim 1, wherein:
前記基準フレームデータを前記外部メモリから回収するための前記手段は、所定数の連続するデータワードの繰り返されるバーストアクセスによって前記データを回収するようにアレンジされており、前記バッファ手段は、先入れ先出しFIFOモードでアクセスされるようにアレンジされており、前記バッファにおけるFIFO要素の好ましい粒度は、画像の水平範囲全体にわたって広がるマクロブロックの1つの横列であることを特徴とする、請求項2または3に記載のビデオデコーダ。   The means for retrieving the reference frame data from the external memory is arranged to retrieve the data by repeated burst accesses of a predetermined number of consecutive data words, and the buffer means is a first-in first-out FIFO mode 4. The arrangement according to claim 2, characterized in that the preferred granularity of FIFO elements in the buffer is one row of macroblocks extending over the entire horizontal range of the image. Video decoder. バイトで表わされる1つのFIFO要素のサイズは、前記外部メモリ手段からデータを回収するための整数のバーストアクセス数によって得られるバイト数と全く等しくアレンジされることを特徴とする、請求項4に記載のビデオデコーダ。   5. The size of one FIFO element, expressed in bytes, is arranged exactly equal to the number of bytes obtained by an integer burst access number for retrieving data from the external memory means. Video decoder. 基準フレームデータを圧縮するための前記手段は、第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するようにアレンジされており、前記デコーダは、前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームによってP−画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームによってB−画像を再構成するようにアレンジされていることを特徴とする、請求項2または3に記載のビデオデコーダ。   The means for compressing reference frame data is arranged to compress one reference frame at a first compression rate and a second compression rate, and the decoder compresses at the first compression rate. A P-image is reconstructed with a reference frame that has been converted, and a B-image is reconstructed with a reference frame that has been compressed using the second compression ratio. The video decoder according to 2 or 3. 前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率以下であることを特徴とする、請求項6に記載のビデオデコーダ。   The video decoder according to claim 6, wherein the first compression rate is equal to or lower than the second compression rate. 前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率の半分であることを特徴とする、請求項7に記載のビデオデコーダ。   The video decoder according to claim 7, wherein the first compression rate is half of the second compression rate. 前記第1の圧縮率が2:1であり、前記第2の圧縮率が4:1であることを特徴とする、請求項8に記載のビデオデコーダ。   The video decoder according to claim 8, wherein the first compression ratio is 2: 1 and the second compression ratio is 4: 1. 前記第1の圧縮率が3:1であり、前記第2の圧縮率が6:1であることを特徴とする、請求項8に記載のビデオデコーダ。   9. The video decoder according to claim 8, wherein the first compression ratio is 3: 1 and the second compression ratio is 6: 1. 前記第1の圧縮率が4:1であり、前記第2の圧縮率が8:1であることを特徴とする、請求項8に記載のビデオデコーダ。   The video decoder according to claim 8, wherein the first compression ratio is 4: 1 and the second compression ratio is 8: 1. 前記デコーダは、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される同じ基準フレームのためのデータから直接に得るようにアレンジされており、前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に記憶するための前記手段は、前記第1の圧縮率での前記基準フレームのためのデータのみを記憶するようにアレンジされていることを特徴とする、請求項6に記載のビデオデコーダ。   The decoder arranges to obtain data for a reference frame compressed using the second compression rate directly from data for the same reference frame compressed using the first compression rate. The means for temporarily storing the compressed reference frame data in the external memory means is arranged to store only the data for the reference frame at the first compression rate. The video decoder according to claim 6, wherein 前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に記憶するための前記手段は、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのためのデータを階層的に記憶するようにアレンジされており、それにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにして、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにすることを特徴とする、請求項12に記載のビデオデコーダ。   The means for storing the compressed reference frame data in the external memory means is arranged to hierarchically store data for the reference frame that is compressed using the first compression rate. Whereby the stored first sub-image includes top-level data representing the same reference frame compressed using the second compression rate greater than the first compression rate and a second 13. The sub-image according to claim 12, wherein the sub-image includes least significant data so that both sub-images together represent data for a reference frame compressed using the first compression rate. Video decoder. 前記第2の圧縮率が前記第1の圧縮率の2倍であることを特徴とする、請求項13に記載のビデオデコーダ。   14. The video decoder according to claim 13, wherein the second compression rate is twice the first compression rate. 前記バッファ手段は、少なくとも(画像の水平サイズ全体に及ぶ、動きベクトルの垂直範囲+マクロブロックの横1列)×ライン当たりのピクセルの最大数×基準フレームの最大数×ピクセル当たりのバイト数×バイト当たりのビット数のビット容量を有していることを特徴とする、請求項1に記載のビデオデコーダ。   Said buffer means is at least (vertical range of motion vectors, spanning the entire horizontal size of the image + one row of macroblocks) x maximum number of pixels per line x maximum number of reference frames x number of bytes per pixel x bytes The video decoder according to claim 1, wherein the video decoder has a bit capacity of the number of bits per unit. 前記バッファ手段は、MPEG−1ビデオまたはMPEG−2ビデオにおいて、最小1つの基準フレームおよび最大2つの基準フレームの1基準フレーム当たり、少なくとも(画像の水平サイズ全体に及ぶ、動きベクトルの垂直範囲+マクロブロックの横1列)×ライン当たりのピクセルの最大数×基準フレームの最大数×ピクセル当たりのバイト数×バイト当たりのビット数のビット容量を有していることを特徴とする、請求項1に記載のビデオデコーダ。   In MPEG-1 video or MPEG-2 video, the buffer means is at least (vertical range of motion vectors + macro that covers the entire horizontal size of an image) per reference frame of a minimum of one reference frame and a maximum of two reference frames. The horizontal capacity of a block) × the maximum number of pixels per line × the maximum number of reference frames × the number of bytes per pixel × the number of bits per byte. The video decoder described. 前記バッファ手段が集積メモリバッファであることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載のビデオデコーダ。   17. A video decoder according to claim 1, wherein the buffer means is an integrated memory buffer. メモリアクセスプロファイルを簡略化するとともに、ビデオデコーダの基準フレームメモリへのメモリアクセス帯域幅におけるダイナミクスを減少させるための方法であって、
−圧縮されたビデオデータを可変長デコーディングするステップと、
−内部コード化画像、内部コード化マクロブロック、内部コード化データ情報を逆走査、逆量子化、逆離散コサイン変換デコーディングするステップと、
−ベクトル予測画像およびマクロブロックをデコードする動き補償を行なうステップと、
−デコードされた内部コード化マクロブロックと、デコードされた内部コード化データ情報と、動き補償されたベクトル予測マクロブロックとを基準フレームデータまたは出力フレームデータへと組み合わせるステップと、
−拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するステップと、
−少なくとも、動きベクトルの垂直開口と基準フレーム当たりのビデオラインにおけるマクロブロックの横一列とをバッファ手段に一時的に記憶するステップと、
−基準フレームデータを解凍することにより、動き補償のための前記手段が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにするステップと、
−デコードされた画像データを出力するステップと、
を備えることを特徴とする、方法。
A method for simplifying a memory access profile and reducing dynamics in memory access bandwidth to a reference frame memory of a video decoder, comprising:
-Variable length decoding compressed video data;
-Decoding inner coded image, inner coded macroblock, inner coded data information by inverse scanning, inverse quantization, inverse discrete cosine transform decoding;
Performing motion compensation for decoding vector predicted images and macroblocks;
Combining the decoded inner coded macroblock, the decoded inner coded data information, and the motion compensated vector prediction macroblock into reference frame data or output frame data;
Compressing the reference frame data using an extensible compression method;
Temporarily storing at least the vertical aperture of the motion vector and the horizontal row of macroblocks in the video line per reference frame in the buffer means;
-Decompressing the reference frame data so that the means for motion compensation can reconstruct a vector prediction image and macroblocks using the decompressed reference frame data;
Outputting the decoded image data;
A method comprising:
−前記圧縮された基準フレームデータを外部メモリ手段に記憶するステップと、
−前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段から回収するステップと、
−前記回収された基準フレームデータを解凍するステップと、
−前記解凍された基準フレームデータを前記バッファ手段に一時的に記憶するステップと、
−前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成するステップと、
を更に備えることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
-Storing the compressed reference frame data in an external memory means;
Retrieving the compressed reference frame data from the external memory means;
-Decompressing the recovered reference frame data;
Temporarily storing the decompressed reference frame data in the buffer means;
Reconstructing a vector prediction image and a macroblock using the decompressed reference frame data;
The method of claim 18, further comprising:
−前記圧縮された基準フレームデータを外部メモリ手段に記憶するステップと、
−前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段から回収するステップと、
−前記圧縮された基準フレームデータを前記バッファ手段に一時的に記憶するステップと、
−前記一時的に記憶された基準フレームデータを解凍するステップと、
−前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成するステップと、
を更に備えることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
-Storing the compressed reference frame data in an external memory means;
Retrieving the compressed reference frame data from the external memory means;
Temporarily storing the compressed reference frame data in the buffer means;
-Decompressing the temporarily stored reference frame data;
Reconstructing a vector prediction image and a macroblock using the decompressed reference frame data;
The method of claim 18, further comprising:
−所定数の連続するデータワードの繰り返されるバーストアクセスによって前記基準フレームデータを前記外部メモリから回収するステップと、
−先入れ先出しFIFOモードで前記バッファ手段にアクセスするステップであって、前記バッファにおけるFIFO要素の好ましい粒度が、画像の水平範囲全体にわたって広がるマクロブロックの1つの横列であるステップと、
更に備えることを特徴とする、請求項19または20に記載の方法。
Retrieving the reference frame data from the external memory by repeated burst accesses of a predetermined number of consecutive data words;
Accessing the buffer means in a first-in first-out FIFO mode, wherein the preferred granularity of the FIFO elements in the buffer is one row of macroblocks extending over the entire horizontal range of the image;
The method according to claim 19 or 20, further comprising:
−バイトで表わされる1つのFIFO要素のサイズを、前記外部メモリ手段からデータを回収するための整数のバーストアクセス数によって得られるバイト数と全く等しく設定するステップを更に備えることを特徴とする、請求項21に記載の方法。   -Further comprising setting the size of one FIFO element, expressed in bytes, exactly equal to the number of bytes obtained by an integer number of burst accesses for retrieving data from said external memory means Item 22. The method according to Item 21. −第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するステップと、
−前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームにより基準フレームとして使用されるベクトル予測画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率で圧縮された基準フレームにより基準フレームとして使用されないベクトル予測画像を再構成するステップと、
を更に備えることを特徴とする、請求項19または20に記載の方法。
-Compressing one reference frame at a first compression rate and a second compression rate;
-A vector prediction image used as a reference frame by the reference frame compressed at the first compression rate and not used as a reference frame by the reference frame compressed at the second compression rate Reconfiguring the
The method according to claim 19 or 20, further comprising:
−第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するステップと、
−前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームによってP−画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームによってB−画像を再構成するステップと、
を更に備えることを特徴とする、請求項19、20または23に記載の方法。
-Compressing one reference frame at a first compression rate and a second compression rate;
Reconstructing a P-image with a reference frame compressed at the first compression rate and reconstructing a B-image with a reference frame compressed using the second compression rate;
24. The method according to claim 19, 20 or 23, further comprising:
前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率以下であることを特徴とする、請求項23または24に記載の方法。   25. A method according to claim 23 or 24, wherein the first compression rate is less than or equal to the second compression rate. 前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率の半分であることを特徴とする、請求項23または24に記載の方法。   25. A method according to claim 23 or 24, characterized in that the first compression rate is half of the second compression rate. 前記第1の圧縮率が2:1であり、前記第2の圧縮率が4:1であることを特徴とする、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the first compression ratio is 2: 1 and the second compression ratio is 4: 1. 前記第1の圧縮率が3:1であり、前記第2の圧縮率が6:1であることを特徴とする、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the first compression ratio is 3: 1 and the second compression ratio is 6: 1. 前記第1の圧縮率が4:1であり、前記第2の圧縮率が8:1であることを特徴とする、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the first compression ratio is 4: 1 and the second compression ratio is 8: 1. −前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される同じ基準フレームのためのデータから直接に得るステップと、
−前記第1の圧縮率での前記基準フレームのためのデータのみを前記外部メモリ手段に一時的に記憶するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項23から25のいずれか一項に記載の方法。
Obtaining data for a reference frame compressed using the second compression rate directly from data for the same reference frame compressed using the first compression rate;
-Temporarily storing in the external memory means only data for the reference frame at the first compression rate;
26. The method according to any one of claims 23 to 25, further comprising:
前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのための前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に且つ階層的に記憶することにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにし、それにより、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにするステップを更に含むことを特徴とする、請求項30に記載の方法。   Storing the compressed reference frame data for the reference frame compressed using the first compression ratio temporarily and hierarchically in the external memory means, thereby The image includes top data representing the same reference frame compressed using the second compression ratio greater than the first compression ratio, and the second sub-image includes the bottom data, thereby The method of claim 30, further comprising causing both sub-images to represent data for a reference frame that is both compressed using the first compression ratio. 前記第2の圧縮率が前記第1の圧縮率の2倍であることを特徴とする、請求項31に記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein the second compression rate is twice the first compression rate. −前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのための前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に且つ階層的に記憶することにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにし、それにより、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにするステップを更に含むことを特徴とする、請求項30から32のいずれか一項に記載の方法。   -Storing the compressed reference frame data for the reference frame to be compressed using the first compression rate temporarily and hierarchically in the external memory means; The sub-image includes top data representing the same reference frame compressed using the second compression ratio greater than the first compression ratio, and the second sub-image includes the bottom data, 33. The method of any one of claims 30 to 32, further comprising: causing both sub-images to represent data for a reference frame that is both compressed using the first compression ratio. The method according to item. 前記バッファ手段が集積メモリバッファであることを特徴とする、請求項18から33のいずれか一項に記載の方法。   34. A method according to any one of claims 18 to 33, characterized in that the buffer means is an integrated memory buffer. −圧縮されたビデオデータの可変長デコーディングのための手段と、
−内部コード化画像、内部コード化マクロブロック、内部コード化データ情報の逆走査、逆量子化、逆離散コサイン変換デコーディングのための手段と、
−ベクトル予測画像およびマクロブロックをデコードする動き補償のための手段と、
−デコードされた内部コード化マクロブロックと、デコードされた内部コード化データ情報と、動き補償されたベクトル予測マクロブロックとを基準フレームデータまたは出力フレームデータへと組み合わせるための手段と、
を備えるビデオデコーダであって、
−拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するための手段を更に備え、
−基準フレームデータを圧縮するための前記手段は、第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するようになっており、
−基準フレームデータを解凍することにより、動き補償のための前記手段が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにする手段と、
−デコードされた画像データを出力するための手段と、
を更に備え、
− 前記デコーダは、前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームによってP−画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームによってB−画像を再構成するようになっている、
ことを特徴とする、ビデオデコーダ。
Means for variable length decoding of compressed video data;
-Means for inner coded image, inner coded macroblock, inverse scanning of inner coded data information, inverse quantization, inverse discrete cosine transform decoding;
-Means for motion compensation decoding vector predictive pictures and macroblocks;
Means for combining the decoded inner coded macroblock, the decoded inner coded data information, and the motion compensated vector prediction macroblock into reference frame data or output frame data;
A video decoder comprising:
-Further comprising means for compressing the reference frame data using an extensible compression method;
The means for compressing reference frame data is adapted to compress one reference frame at a first compression rate and a second compression rate;
Means for decompressing the reference frame data so that said means for motion compensation can reconstruct vector prediction images and macroblocks using said decompressed reference frame data;
Means for outputting decoded image data;
Further comprising
The decoder reconstructs a P-picture with reference frames compressed at the first compression rate, and reconstructs a B-picture with reference frames compressed using the second compression rate; It has become,
A video decoder.
前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率以下であることを特徴とする、請求項35に記載のビデオデコーダ。   36. The video decoder of claim 35, wherein the first compression rate is less than or equal to the second compression rate. 前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率の半分であることを特徴とする、請求項36に記載のビデオデコーダ。   37. The video decoder of claim 36, wherein the first compression rate is half of the second compression rate. 前記第1の圧縮率が2:1であり、前記第2の圧縮率が4:1であることを特徴とする、請求項37に記載のビデオデコーダ。   38. The video decoder of claim 37, wherein the first compression ratio is 2: 1 and the second compression ratio is 4: 1. 前記第1の圧縮率が3:1であり、前記第2の圧縮率が6:1であることを特徴とする、請求項37に記載のビデオデコーダ。   38. The video decoder of claim 37, wherein the first compression ratio is 3: 1 and the second compression ratio is 6: 1. 前記第1の圧縮率が4:1であり、前記第2の圧縮率が8:1であることを特徴とする、請求項37に記載のビデオデコーダ。   38. The video decoder of claim 37, wherein the first compression ratio is 4: 1 and the second compression ratio is 8: 1. 前記デコーダは、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される同じ基準フレームのためのデータから直接に得るようにアレンジされており、前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に記憶するための前記手段は、前記第1の圧縮率での前記基準フレームのためのデータのみを記憶するようにアレンジされていることを特徴とする、請求項35に記載のビデオデコーダ。   The decoder arranges to obtain data for a reference frame compressed using the second compression rate directly from data for the same reference frame compressed using the first compression rate. The means for temporarily storing the compressed reference frame data in the external memory means is arranged to store only the data for the reference frame at the first compression rate. 36. Video decoder according to claim 35, characterized in that 前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に記憶するための前記手段は、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのためのデータを階層的に記憶するようにアレンジされており、それにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにして、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにすることを特徴とする、請求項41に記載のビデオデコーダ。   The means for storing the compressed reference frame data in the external memory means is arranged to hierarchically store data for the reference frame that is compressed using the first compression rate. Whereby the stored first sub-image includes top-level data representing the same reference frame compressed using the second compression rate greater than the first compression rate and a second 42. The method of claim 41, wherein the sub-image includes least significant data so that both sub-images together represent data for a reference frame compressed using the first compression ratio. Video decoder. 前記第2の圧縮率が前記第1の圧縮率の2倍であることを特徴とする、請求項42に記載のビデオデコーダ。   43. The video decoder of claim 42, wherein the second compression rate is twice the first compression rate. ビデオデコーダの基準フレームメモリへのメモリアクセス帯域幅を減少させるための方法であって、
−圧縮されたビデオデータを可変長デコーディングするステップと、
−内部コード化画像、内部コード化マクロブロック、内部コード化データ情報を逆走査、逆量子化、逆離散コサイン変換デコーディングするステップと、
−ベクトル予測画像およびマクロブロックをデコードする動き補償を行なうステップと、
−デコードされた内部コード化マクロブロックと、デコードされた内部コード化データ情報と、動き補償されたベクトル予測マクロブロックとを基準フレームデータまたは出力フレームデータへと組み合わせるステップと、
−拡張可能な圧縮方法を使用して前記基準フレームデータを圧縮するステップと、
−第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するステップと、
−基準フレームデータを解凍することにより、動き補償のための前記手段が前記解凍された基準フレームデータを利用してベクトル予測画像およびマクロブロックを再構成できるようにするステップと、
−前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームにより基準フレームとして使用されるベクトル予測画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率で圧縮された基準フレームにより基準フレームとして使用されないベクトル予測画像を再構成するステップと、
−デコードされた画像データを出力するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
A method for reducing memory access bandwidth to a reference frame memory of a video decoder, comprising:
-Variable length decoding compressed video data;
-Decoding inner coded image, inner coded macroblock, inner coded data information by inverse scanning, inverse quantization, inverse discrete cosine transform decoding;
Performing motion compensation for decoding vector predicted images and macroblocks;
Combining the decoded inner coded macroblock, the decoded inner coded data information, and the motion compensated vector prediction macroblock into reference frame data or output frame data;
Compressing the reference frame data using an extensible compression method;
-Compressing one reference frame at a first compression rate and a second compression rate;
-Decompressing the reference frame data so that the means for motion compensation can reconstruct a vector prediction image and macroblocks using the decompressed reference frame data;
-A vector prediction image used as a reference frame by the reference frame compressed at the first compression rate and not used as a reference frame by the reference frame compressed at the second compression rate Reconfiguring the
Outputting the decoded image data;
A method comprising the steps of:
−第1の圧縮率および第2の圧縮率で1つの基準フレームを圧縮するステップと、
−前記第1の圧縮率で圧縮された基準フレームによってP−画像を再構成するとともに、前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームによってB−画像を再構成するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項44に記載の方法。
-Compressing one reference frame at a first compression rate and a second compression rate;
Reconstructing a P-image with a reference frame compressed at the first compression rate and reconstructing a B-image with a reference frame compressed using the second compression rate;
45. The method of claim 44, further comprising:
前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率以下であることを特徴とする、請求項44または45に記載の方法。   46. A method according to claim 44 or 45, wherein the first compression rate is less than or equal to the second compression rate. 前記第1の圧縮率が前記第2の圧縮率の半分であることを特徴とする、請求項46に記載の方法。   The method of claim 46, wherein the first compression ratio is half of the second compression ratio. 前記第1の圧縮率が2:1であり、前記第2の圧縮率が4:1であることを特徴とする、請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the first compression ratio is 2: 1 and the second compression ratio is 4: 1. 前記第1の圧縮率が3:1であり、前記第2の圧縮率が6:1であることを特徴とする、請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the first compression ratio is 3: 1 and the second compression ratio is 6: 1. 前記第1の圧縮率が4:1であり、前記第2の圧縮率が8:1であることを特徴とする、請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the first compression ratio is 4: 1 and the second compression ratio is 8: 1. −前記第2の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを、前記第1の圧縮率を用いて圧縮される同じ基準フレームのためのデータから直接に得るステップと、
−前記第1の圧縮率での前記基準フレームのためのデータのみを前記外部メモリ手段に一時的に記憶するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項44から46のいずれか一項に記載の方法。
Obtaining data for a reference frame compressed using the second compression rate directly from data for the same reference frame compressed using the first compression rate;
-Temporarily storing in the external memory means only data for the reference frame at the first compression rate;
47. A method according to any one of claims 44 to 46, further comprising:
前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのための前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に且つ階層的に記憶することにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにし、それにより、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにするステップを更に含むことを特徴とする、請求項51に記載の方法。   Storing the compressed reference frame data for the reference frame compressed using the first compression ratio temporarily and hierarchically in the external memory means, thereby The image includes top data representing the same reference frame compressed using the second compression ratio greater than the first compression ratio, and the second sub-image includes the bottom data, thereby 52. The method of claim 51, further comprising causing both sub-images to represent data for a reference frame that is both compressed using the first compression ratio. 前記第2の圧縮率が前記第1の圧縮率の2倍であることを特徴とする、請求項52に記載の方法。   53. The method of claim 52, wherein the second compression rate is twice the first compression rate. −前記第1の圧縮率を用いて圧縮される前記基準フレームのための前記圧縮された基準フレームデータを前記外部メモリ手段に一時的に且つ階層的に記憶することにより、記憶された第1のサブ画像が前記第1の圧縮率よりも大きい前記第2の圧縮率を用いて圧縮された同じ基準フレームを表わす最上位データを含み且つ第2のサブ画像が最下位データを含むようにし、それにより、両方のサブ画像が共に前記第1の圧縮率を用いて圧縮された基準フレームのためのデータを表わすようにするステップを更に含むことを特徴とする、請求項51から53のいずれか一項に記載の方法。   -Storing the compressed reference frame data for the reference frame to be compressed using the first compression rate temporarily and hierarchically in the external memory means; The sub-image includes top data representing the same reference frame compressed using the second compression ratio greater than the first compression ratio, and the second sub-image includes the bottom data, 54. The method of any one of claims 51 to 53, further comprising: causing both sub-images to represent data for a reference frame that is both compressed using the first compression ratio. The method according to item.
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